No presente trabalho visou-se o estudo de preparação de nanocompósitos PE-argila empregando nova rota de síntese, assim como diferentes fontes de argilas com diferentes complexos. Os nanocompósitos foram sintetizados via polimerização in situ com diferentes percentuais de argila e comparados com o PE puro. As argilas utilizadas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX) e capacidade de troca catiônica (CTC). Os materiais poliméricos obtidos foram caracterizados através de diferentes técnicas, entre elas: Espectroscopia Vibracional de Infravermelho (IV), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Análise Termo-Gravimétrica (TGA), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) e submetidos à Análises Termodinâmico-mecânicas (DMA). As polimerizações foram realizadas em reator Parr, onde avaliou-se a influência do percentual de argila nas propriedades dos nanocompósitos. Os melhores resultados foram obtidos com a utilização do complexo dicloro-1,4-bis-isopropilfenil-acenaftenodiiminaníqueli(II) com a argila Cloisite®15A. As análises de IV mostraram a formação de nanocompósitos PE-argila com cristalinidade maior, melhora as propriedades térmicas observados pelas análises de DSC e melhoras nas propriedades mecânicas dos nanocompósitos de PE quando comparado com o PE puro, a análise de TEM comprovou que houve a esfoliação da argila na matriz polimérica. / This work reports the synthesis of PE nanocomposites with clays. The PE nanocomposites were synthesized changing clays source and the catalysts. The polymerization reactions were performed as manner as different incorporation degree of clay in the nanocomposites were achieved and its influence over the PE nanocomposites was evaluated. The properties of these nanocomposites were compared to pure PE. The clays were characterized through X-ray diffraction and cationic exchange capacity. PE nanocomposites were characterized by infrared spectroscopy (IR), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), transmission electron microscopy (TEM) and thermodynamic- mechanical analysis (DMA). Polymerization reactions were carried out in a Parr reactor. The complex 1,4-bis(2,6-diisopropylphenyl)-acenaphthenediimine- dichloro-nickel(II) activated with methylalumoxane (MAO) showed the bests results. The PE nanocomposites showed improved cristallinity and mechanical properties compared to pure PE. TEM analyses are evidences to PE nanocomposites formation. The enhanced mechanical properties of such nanocompósitos can be justify by the nanometric scale reinforcement due the clay exfoliation in the PE matrix.

Nanocompósitos de nanofibras de polianilina (PANI) com óxido de grafite (GO) e óxido de grafite reduzido (GOr) foram sintetizados e caracterizados. Foram obtidas quatro amostras de PANI/grafite com 10% e 30% de GO ou GOr. A adição de GO ou GOr nas nanofibras de PANI aumentou a condutividade das nanocargas em 6 vezes e melhorou a estabilidade térmica. Estas nanocargas foram utilizadas na polimerização in situ do eteno, obtendo-se nanocompósitos de PE/PANI/grafite com diferentes percentuais das nanopartículas. Os nanocompósitos poliolefínicos foram caracterizados por MEV e MET que mostraram morfologias bastante cristalinas. As nanopartículas de PANI/GO e PANI/GOr mostraram uma boa dispersão no polietileno e um aumento na estabilidade térmica do material final foi observado. As temperaturas de fusão e cristalização também aumentaram entre 2 e 6 oC para os nanocompósitos de polietileno comparado com o polímero puro. / Nanocomposites of polyaniline nanofibers (PANI) with graphite oxide (GO) and reduced graphite oxide (rGO) were synthesized and characterized. There were obtained four samples of PANI/graphite with 10% and 30% of GO or rGO. The addition of GO or rGO in PANI nanofibers increased the conductivity of the nanofillers 6 times and improved the thermal stability. These nanofillers were used in the in situ ethylene polymerization given PE/PANI/graphite nanocomposites with different percentages of nanoparticles. The polyolefinic nanocomposites were characterized by SEM and TEM that showed crystalline morphologies. PANI/GO or PANI/rGO nanoparticles showed a good dispersion in polyethylene and an increase of thermal stability of the final material was observed. Melting and crystallization temperatures also increased between 2 and 6 oC in the polyethylene nanocomposites compared with neat polymer.

Neste trabalho foi avaliada a influência de uma resina hidrocarbônica hidrogenada (RHH), de baixo peso molecular, na morfologia e propriedades finais de nanocompósitos de polipropileno. Os nanocompósitos foram obtidos utilizando-se duas argilas organofílicas, uma de caráter catiônico (MMT, C-l5A) e outra de caráter aniônico (HDL, Perkalite), e dois agentes compatibilizantes de polipropileno com diferentes teores de anidrido maleico. Os nanocompósitos foram preparados pelo método de intercalação no estado fundido em câmara de mistura e em extrusora dupla rosca. Um estudo preliminar, em câmara de mistura, foi realizado para verificar o efeito da ordem de mistura dos componentes principalmente sobre a morfologia dos nanocompósitos. Os resultados mostraram que uma melhor distribuição e dispersão das partículas de argila foram alcançadas na matriz polimérica quando argila e RHH foram primeiramente misturadas e, somente depois de decorridos 3 minutos de processamento o polipropileno foi incorporado. A partir destes resultados, optou-se em realizar uma pré-mistura constituída de argila, compatibilizante e RHH em um misturador intensivo, e esta foi incorporado ao PP na extrusora dupla-rosca. Os resultados mostraram que o uso de pré-misturas da argila Cloisite-15A, compatibilizante Polybond 3150 e RHH resultaram em uma morfologia com maior distribuição e dispersão das partículas de argila, melhores propriedades mecânicas com incremento de 57% no módulo elástico, aumento na estabilidade térmica e redução de 58% na permeabilidade ao oxigênio. Tais resultados mostraram que a RHH conseguiu auxiliar na esfoliação da argila pelo uso do misturador intensivo. Para os nanocompósitos com a argila Perkalite o uso do misturador intensivo não influenciou na morfologia. O módulo elástico dos nanocompósitos com essa argila apresentaram resultados superiores comparados com a argila C-15A quando a mistura de todos os componentes foi feita em uma única etapa na extrusora dupla rosca cujo ganho é atribuído à ação da RHH que conseguiu auxiliar na dispersão da argila Perkalite. / In this study it was evaluated the effect of a low molecular weight hydrogenated hydrocarbon resin (RHH) in morphology and final properties of polypropylene nanocomposites. The nanocomposites were obtained using two organoclays, a cationic (MMT) and a anionic (HDL) and two compatibilizing agents of polypropylene grafted with different amounts of maleic anhydride. Nanocomposites were prepared by intercalation in molten state by using batch mixer and twin-screw extruder. A preliminary study in the batch mixer was conducted to determine the effect of mixing order of the components on the final morphology of nanocomposites. The results showed that a better distribution and dispersion of the clay particles have been achieved in the polymeric matrix when the clay and RHH were first mixed during 3 minutes, then incorporated into the polypropylene. From these results, further tests were conducted with a pre-mixture consisting of clay, compatibilizer and RHH in an intensive mixer was incorporated into the PP on a twin-screw extruder. The results showed that the use of premixes clay Cloisite 15A, compatibilizer Polybond 3150 and RHH exhibited a morphological enhancement in distribution and dispersion of clay particles, improving mechanical properties up to 57% on Young’s modulus, increased thermal stability and reduction of oxygen permeability in 58%. For Perkalite clay nanocomposites, the use of intensive mixer did not influence the morphology. The Young’s modulus of nanocomposites with this clay showed superior results compared with the clay 15A-C when the mixture of all components was performed in a single step in a twin screw extruder, shown that RHH could assist in dispersion of Perkalite.

Novas estruturas nanométricas vêm sendo desenvolvidas e estudadas para aplicação em várias áreas, inclusive na indústria de alimentos. No presente estudo, foram desenvolvidos lipossomas de fosfatidilcolina purificada (Phospholipon®) e semi- purificada a partir de lecitina de soja, contendo o peptídeo antimicrobiano nisina. Esses lipossomas foram caracterizados através de seu tamanho, polidispersividade, potencial zeta, eficiência de encapsulação e estabilidade. Lipossomas com 1,0 mg/ml de nisina, feitos de Phospholipon® apresentaram maior estabilidade e eficiência de encapsulação, sendo selecionados para incorporação em filmes nanocompósitos contendo 0,5g/l da nanoargila haloisita e biopolímeros (gelatina e caseína). Esses filmes foram caracterizados quanto a propriedades antimicrobianas, estruturais, mecânicas, térmicas e ópticas. Os filmes inibiram as bactérias Gram-positivas Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens e Bacillus cereus. A adição de lipossomas e haloisita aumentou a rugosidade dos filmes e diminuiu a temperatura de transição vítrea. A espectroscopia infravermelho evidenciou que não houve interações químicas entre os lipossomas e haloisita com a matriz protéica. Os filmes de caseína se mostraram mais finos e amarelados, mais rígidos e menos elásticos quando comparados aos filmes de gelatina. Para realizar uma avaliação da toxicidade aguda dos componentes nanométricos presentes nos filmes, foi utilizado o nemátodo Caenorhabditis elegans como modelo biológico. Foram avaliados os parâmetros dose letal mediana (DL50), desenvolvimento dos vermes, peroxidação lipídica, produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) e produção das enzimas catalase e superóxido dismutase. A nisina livre apresentou a menor DL50 entre os componentes do presente estudo (0,239 mg/ml) e promoveu a diminuição do tamanho corporal dos vermes nessa concentração. A taxa de sobrevivência em lipossomas controle (contendo apenas tampão fosfato) e lipossomas contendo nisina foi de 94,3 e 73, 6%, respectivamente, sugerindo que os lipossomas podem ser considerados sistemas não-tóxicos para aplicação em alimentos. Foram também testadas as nanorgilas haloisita, bentonita e montmorilonita modificada com octadecilamina, puras e com nisina adsorvida. A haloisita foi a argila menos tóxica, com DL50 8,38 mg/ml, ao passo que a montmorilonita modificada com octadecilamina foi a mais tóxica, com DL50 0,35 mg/ml. A adsorção de nisina à haloisita e bentonita provocou uma grande diminuição na sobrevivência dos vermes, o que não ocorreu com a montmorilonita modificada com octadecilamina. Todas as argilas alteraram em algum grau o desenvolvimento dos vermes, sendo mais pronunciado no tratamento com bentonita. Todos os componentes testados provocaram aumento nos níveis de espécies reativas de oxigênio e alterações nas quantidades de CAT e SOD. A peroxidação lipídica foi detectada apenas em vermes expostos à montmorillonita modificada com octadecilamina, em doses maiores que a DL50. O teste de Spearman demonstrou que a taxa de morte e o nível de ERO estão positivamente correlacionados, sugerindo que o provável mecanismo de toxicidade é o estresse oxidativo. / New nanoscale structures have been developed and studied for use in many areas, including food industry. In the present study, were developed liposomes made of purified(Phospholipon®) and semi-purified phosphatidylcholine, containing the antimicrobial peptide nisin. These liposomes were characterized by their size, polydispersity, zeta potential, encapsulation efficiency and stability. Liposomes with 1.0 mg/ml of nisin, made of Phospholipon® showed greater stability and encapsulation efficiency and were selected for incorporation in nanocomposite films containing 0.5 g/ l of halloysite nanoclay and biopolymers (gelatin and casein). These films were characterized for antimicrobial properties, structural, mechanical, thermal and optical. The films inhibited Gram-positive bacteria Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens and Bacillus cereus. The addition of liposomes and halloysite increased roughness of the films and decreased the glass transition temperature. The infrared spectroscopy showed that no chemical interactions occurred between the liposomes and halloysite with the protein matrix. The casein films were thinner, yellowish, more rigid and less elastic compared to gelatin films. To evaluate the acute toxicity of nanometric components present in the films, we used the nematode Caenorhabditis elegans as biological model. Were evaluated the parameters median lethal dose (LD50), development of worms, lipid peroxidation, production of reactive oxygen species (ROS) and production of enzymes catalase and superoxide dismutase. The free nisin showed the lowest LD50 among the components of this study (0.239 mg/ml) and promoted decrease in body size of the worms at this concentration. The survival rate in control liposomes (containing only phosphate buffer) and liposomes containing nisin was 94.3 and 73 6%, respectively, suggesting that the liposomes may be considered non-toxic for use in food systems. The nanoclays halloysite, bentonite and montmorillonite modified with octadecylamine, pure and with adsorbed nisin were also tested. Halloysite was less toxic nanoclay, with LD50 8.38 mg/ml, whereas the montmorillonite modified with octadecylamine was more toxic with LD50 0.35 mg/ml. The adsorption of nisin to halloysite and bentonite caused a large decrease in the survival of worms, which did not occur with the montmorillonite modified with octadecylamine. All nanoclays altered in some degree the development of the worms, but it was more pronounced in treatment with bentonite. All tested components caused increased levels of reactive oxygen species and changes in amounts of CAT and SOD. Lipid peroxidation was detected only in worms exposed to montmorillonite modified with octadecylamine, at doses higher than the LD50. Spearman's test showed that the death rate and the level of ROS are positively correlated, suggesting that the probable mechanism of toxicity is oxidative stress.

Neste trabalho foi investigado a influência de agentes dispersantes na morfologia e propriedades mecânicas de nanocompósitos de copolímeros heterofásicos de PP-PE/HNT. Foram utilizadas duas estratégias para o preparo dos nanocompósitos pelo método de intercalação por fusão. Na primeira estratégia, a preparação foi feita através de mistura física entre os componentes, na qual foram testados agentes compatibilizantes modificados com anidrido maleico (PP-g-MA e EO-g-MA) e resinas hidrocarbônicas (parcialmente ou totalmente hidrogenada). Na segunda estratégia, HNT foi modificada, antes da incorporação no copolímero, com organosilanos (com diferentes grupos hidrolisáveis ou tamanhos de cadeia) ou líquidos iônicos (com diferentes ânions e cátions ou tamanhos de cadeia). Os resultados mostraram que o uso de agentes compatibilizantes e resinas hidrocarbônicas promoveram a dispersão das partículas de HNT, sendo mais efetivos quando utilizados simultaneamente. Identificou-se que PP-g-MA dispersa HNT na matriz de PP, enquanto que o EO-g-MA dispersa as partículas dentro da fase elastomérica (EPR). Imagens de AFM mostraram que o uso do compatibilizante EO-g-MA dificultou a inclusão das cadeias do PP dentro da EPR, aumentando a resistência ao impacto a 23 °C. Com relação aos agentes dispersantes, organosilanos e líquidos iônicos, maior teor de modificação na superfície da HNT foi obtido com solventes de caráter apolar, promovendo uma dispersão mais eficiente das nanopartículas. O melhor balanço nas propriedades mecânicas foi alcançado pelo uso do organosilano e do líquido iônico com maior cadeia alquílica, aumentando o módulo elástico em 38% e 34%, sem perdas na resistência ao impacto a 23 °C. / In this work, we investigated the influence of dispersion agents on the morphology and mechanical properties of the heterophasic ethylene-propylene copolymer/halloysite nanocomposites. Two strategies were used for the preparation of nanocomposites by melt mixing approach. In the first strategy, the preparation was done by physical mixing of the components, which two compatibilizers modified with maleic anhydride (PP-g-MA and EO-g-MA), and two hydrocarbon resins (partially or fully hydrogenated) were tested. In the second strategy, HNT was modified, prior to incorporation into the copolymer, with organosilanes (with different hydrolysable groups or chain sizes) or ionic liquids (with different anions and cations or chain sizes). The results showed the use of compatibilizing agents and hydrocarbon resins promoted better dispersion of the HNT particles, and more effectiveness is achieved when used simultaneously. It was identified that PP-g-MA disperses HNT particles within the PP matrix, while the EO-g-MA dispersed HNT particles inside the elastomeric phase (EPR). AFM images showed that the EO-g-MA hindered the inclusion of PP chains into EPR; increasing the impact resistance at 23 °C. Regarding to the dispersing agents, organosilanes and ionic liquids, higher modification degree, on the surface of HNT, was obtained with non-polar solvents, promoting a more efficient dispersion of nanoparticles. The best balance in mechanical properties has been achieved by the use of the organosilane and the ionic liquid with a higher alkyl chain, increasing the elastic modulus in 38% and 34%, with no loss in impact strength at 23 °C.

Um método simples e de baixo custo para a produção de um masterbatch de grafeno e grafeno de poucas camadas (FLG) por meio da esfoliação por cisalhamento assistido por polímero do grafite em meio aquoso foi extensivamente investigado. De forma detalhada, um polivinil álcool modificado (mPVOH) caracterizado por uma energia de superfície da solução similar à do grafeno e outros 3 surfactantes foram usados para a produção de partículas de grafeno/FLG. O rendimento com mPVOH é maior do que de outros surfactantes, além de exibir uma estreita distribuição de tamanhos de partícula. O marterbatch preparado com mPVOH contém 4,38% em peso de partículas de grafeno/FLG e foi diretamente incorporado em polímero para a produção de nanocompósitos por intercalação em estado fundido. Filmes preparados pela mistura do masterbatch com um grade para extrusão de um polivinil álcool mostrou uma redução de 78% na permeabilidade à agua ao mesmo tempo que o módulo de armazenamento aumentou 48% quando apenas 0,3% de grafeno/FLG foi adicionado. Também foram percebidas melhorias nas propriedades de barreira do PLA e do PEBD, com um aumento de 520% no módulo de armazenamento dos filmes de PLA. Estes resultados abrem um novo caminho para o uso de masterbatch de grafeno/FLG na indústria de embalagens. / A simple and unexpensive method for the production of graphene-based masterbatch via polymer-assisted shear exfoliation of graphite in water was comprehensively investigated. In detail, a modified polyvinyl alcohol (mPVOH) characterized by solution surface energy comparable with that of graphene and another three compounds were used as surfactant for the production of graphene-few layers graphene (FLG) particles. These particles exhibit a higher output than that obtained by graphite liquid-exfoliation using common surfactants, along with a narrower size distribution. A mPVOH-masterbatch containing 4.38 wt% of graphene-like particles was produced, and directly used for the production of polymer nanocomposites by melt processing. Films prepared by blending the graphene-based masterbatch with an extrusion grade polyvinyl alcohol showed a 78% reduction in water permeability and a 48% increase in storage modulus when only 0.3wt% of graphene-like particles is added. Improved barrier properties were also observed for PLA and LDPE-based films, as well as an increment of about 520% in the storage modulus of PLA-based films. These results will open up a new pathway for using graphene-based masterbatch in the packaging industry.

Elastômeros termoplásticos baseados em SEBS encontram aplicações em diversas áreas. Novos sistemas híbridos utilizando SEBS estão sendo estudados, visando à obtenção de materiais com melhores propriedades mecânicas, térmicas e com boa processabilidade. Neste trabalho foram estudados três tipos diferentes de composições à base de SEBS, visando compreender o efeito de cada componente adicionado. Inicialmente, foram preparadas misturas SEBS/óleo mineral e materiais híbridos SEBS/POSS contendo nanopartículas de POSS com diferentes grupos pendentes. A seguir, foram estudados sistemas mais complexos constituídos por uma matriz de SEBS//PP/óleo mineral contendo diferentes teores dos POSS previamente testados (1 a 5 phr). Todos os sistemas foram preparados em câmara de mistura e analisados através de suas propriedades mecânicas, reológicas, térmicas e dinâmico-mecânicas, e através de análises de dureza, densidade e de morfologia. Os resultados mostraram que a adição do óleo e dos POSS afetou a fase elastomérica do TPE, diminuindo sua Tg. Porém, a adição dos POSS afetou as propriedades mecânicas, resultando em um significativo aumento na resistência à tração, na deformação na ruptura e no módulo de armazenamento do SEBS com a adição do POSS contendo grupos isobutila e aminosilano. Esses resultados indicam interação com a fase rígida do TPE. Nos sistemas preparados com a matriz SEBS/PP/óleo mineral não foi observada a diminuição da Tg do componente elastomérico, mas houve aumento nas propriedades mecânicas. As análises reológicas demonstraram que o SEBS se manteve em estado de ordenamento a 200 ºC, mesmo com a adição de PP e plastificante. / Thermoplastic elastomers based on SEBS find applications in many areas. New hybrid systems using SEBS are being studied aiming to obtain better mechanical and thermal properties, and good processability. In this work, three different sets of SEBS-based compositions were studied to understand the effect of each added component. First, SEBS/mineral oil blends and hybrid SEBS/POSS materials containing POSS nanoparticles with different pendant groups were studied. Then, more complex systems containing a SEBS/PP/mineral oil matrix and different amounts of the previously tested POSS (1 to 5 phr) were studied. All the systems were prepared in a melt mixer and analysed through their mechanical, rheological, thermal and dynamic-mechanical properties and through hardness, density and morphological determinations. The results showed that the addition of oil and POSS affected the elastomeric phase of the TPE, decreasing its Tg. However, the addition of the POSS affected the mechanical properties, producing a sifnificative increase in the SEBS tensile strength, in the elongation at break and in storage modulus with the addition of the POSS containing isobutyl and aminosilane pendant groups. These results showed the interaction with the rigid phase of the TPE. In the systems prepared with the SEBS/PP/oil matrix a decrease of Tg was not observed, but an increase in mechanical properties was found. The rheological analyses showed that the SEBS kept an ordered morphology at 200 ºC, even after addition of PP and the plasticizer.

Foi estudado o efeito da adição ao poliestireno de montmorilonitas organicamente modificadas produzidas em indústria do setor. O método de obtenção de nanocompósitos selecionado neste trabalho foi intercalação no estado fundido (melt intercalation) em função de potencialmente poder ser aplicado em indústrias de transformação de termoplásticos, pois nestas é comum a presença de extrusoras e injetoras. Iniciou-se o trabalho com a adição direta ao poliestireno, em extrusoras, de uma argila que continha um anel aromático por molécula do agente modificador (surfactante). O resultado foi a obtenção de nanocompósitos que apresentavam tactoides na matriz polimérica e que quanto ao desempenho registraram ganho em apenas uma das propriedades mecânicas estudadas. A adição de um agente compatibilizante na obtenção destes nanocompósitos produziu alguma melhoria nas propriedades, mas não conseguiu aumentar a resistência ao impacto. Melhoria nesta propriedade em especial é importante no sentido de ampliar as possibilidades de utilização do poliestireno, pois sua fragilidade mecânica é um fator que lhe direciona a usos com menores esforços mecânicos. Nanocompósitos com maior concentração de agente tenacificante foram processados na câmara de mistura. Resultados satisfatórios com relação à resistência ao impacto foram obtidos com a adição de agentes tenacificantes. Foi avaliado no material tenacificado o efeito de diferentes tipos de argilas modificadas e de um oligômero de poliestireno. Independentemente da argila que estava presente na formulação se conseguiu evitar a queda brusca no módulo. O tipo de argila parece não ter influência significativa nas demais propriedades analisadas. O oligômero aumentou significativamente a resistência ao impacto. / The effect of the addition to polystyrene of organically modified montmorillonites produced by a related company has been studied. The method for obtaining nanocomposites selected in this study was melt intercalation because it can be potentially applied by thermoplastics processing industries as the presence of extruders and injection molding machines in their premises is quite common. The research started with direct addition to polystyrene by means of extruders, of a clay containing an aromatic ring of the modifying agent (a surfactant) per molecule. The result was the obtainment of nanocomposites which presented tactoids in the polymer matrix and, in what regards performance, recorded a gain in only one of the studied mechanical properties. The addition of a compatibilizer in obtaining these nanocomposites has produced some improvement in the properties, but has not been able to increase impact strength. Improvement in this specific property is important in order to broaden polystyrene applications, because its brittleness is a factor that directs it to lower strain uses. Nanocomposites with higher concentrations of toughening agent were processed in the mixing chamber. Satisfactory results with respect to impact strength were obtained by the addition of toughening agents. The effect of different types of modified clays and of a polystyrene oligomer has been evaluated in the toughened material. Regardless of the clay which was present in the formulation, it was possible to avoid a sharp drop in modulus. The type of clay seems to have no significant influence on the other analyzed properties. The oligomer has significantly increased impact strength.

A obtenção de grafeno a partir do grafite foi avaliada através de dois métodos de oxidação (Staudenmaier e Hummers) e dois métodos de redução (térmica e química com hidrazina). Foi realizada a otimização do método de Staudenmaier (constatado o mais eficiente) avaliando diferentes tempos de reação e temperaturas de redução. Caracterizações dos óxidos reduzidos (DRX, FT-IR, Raman, MEV, MET, CHN e EIE) comprovaram que houve uma diminuição dos tamanhos de cristais, por consequência um menor empilhamento aumentando a condutividade elétrica. Na sequencia esses óxidos (GO) e óxidos reduzidos (RED) foram utilizados como suporte para o catalisador Cp2ZrCl2 em polimerizações in situ de etileno suportadas para a síntese de nanocompósitos. Foram utilizados 15% (p.p-1) de MAO e 2 % Zr/grafite. A quantidade de metal imobilizado no suporte foi quantificada por ICP-OES e mostrou que o suporte em GO foi de 1,31% (p.p-1) e em RED foi de 0,36% (p.p-1) Zr/grafite. Os valores de atividades catalíticas obtidas na presença da nanocarga ficaram na faixa de 30 a 415 quando usado GO e 423 a 780 usando RED. Os percentuais de carga variaram de 1,3 a 17% Grafite/PE. Análises de TGA e DMA, mostraram uma maior estabilidade térmica dos nanocompósitos comparado com o polímero homogêneo. A condutividade elétrica foi avaliada por EIE e mostrou que a introdução do RED fez com que o polímero passa-se de um material isolante para semicondutor. Quando se utilizou GO em um percentual em peso de 2,7% obteve-se uma condutividade elétrica de 1,53x10-12 S.cm-1. Quando empregado o RED observou-se melhor condutividade em todos os percentuais de 3,18 x 10-10 S.cm-1 (2,6% p.p-1) até 1,1 x 10-5 S.cm-1 (1,4% p.p-1). / The preparation of graphene from graphite was evaluated by two methods of oxidation (Hummer and Staudenmaier) and two methods of reduction (thermal and chemical with hydrazine). It was performed the optimization of Staudenmaier method (the most efficient) evaluating different reaction times and temperatures of reduction. Characterizations of the reduced oxides (XRD, FT-IR, Raman, SEM, TEM, CHN and EIE) proved that there was a decrease in the size of crystals, consequently, a lower stacking of graphene increasing the electrical conductivity. Following on, these oxides (GO) and reduced oxides (RED) were used as supports for the catalyst Cp2ZrCl2 in the in situ polymerization of ethylene to obtain the nanocomposites. There were used 15 wt.-% of MAO/graphite and 2 wt.-% of Zr/graphite. The amount of immobilized metal on the support was quantified by ICP-OES showing that the efficiency of the support was 1.31 wt.-% Zr/GO and 0.36wt.-% Zr/RED. The values of catalytic activity obtained in the presence of nanocarga were in the range 30-415 when used GO and 423-780 using RED. The load percentages ranged between 1.3 and 17 wt% Graphite/PE. Analysis of TGA e DMA, showed an increase in the thermal stability of the nanocomposites compared to the neat polyethylene. The electrical conductivity was measured by EIE and showed that the introduction of RED makes the polymer to pass from an insulating to a semiconductor material. When GO is used in a percentage by weight of 2.7% the electrical conductivity obtained was 1.53x10-12 S.cm-1. When RED was used it was observed a higher conductivity in all RED percentages from 3.18 x 10-10 S.cm-1 (2.6% wt.- RED/PE) to 1,1 x 10-5 S.cm-1 (1,4% wt.- RED/PE).

Neste trabalho foram obtidos nanocompósitos PP/grafite esfoliado buscando alcançar propriedades mecânicas melhoradas e a condutividade elétrica desta matriz isolante. Foram avaliados sistematicamente diferentes métodos de obtenção dos nanocompósitos a fim de encontrar a melhor dispersão da nanocarga na matriz e, consequentemente, incremento nas demais propriedades. A separação das lamelas do grafite esfoliado através de métodos como ultrassom, ultra-turrax e intercalação em solução foram avaliadas. Os métodos utilizados na separação do grafite tiveram bons resultados de dispersão, sendo que o procedimento que gerou o melhor par dispersão-propriedades mecânicas foi a sonificação com uso de auxiliar de fluxo. As condições de processo durante a intercalação no estado fundido foram avaliadas quanto ao perfil de temperatura e ao enchimento, configuração e velocidade de rosca. A melhor condição foi alcançada com um cisalhamento mais intenso e com perfil elongacional com maior temperatura na zona de malaxagem. A intercalação em solução para preparo de um masterbatch aliado à extrusão teve resultado ótimo em relação ao módulo elástico e dispersão. As amostras que mostraram melhor dispersão alcançaram o limiar de percolação em menores teores de grafite, principalmente as amostras com PPG. Estudos complementares nos nanocompósitos PP/grafite esfoliado foram realizados a fim de compreender os mecanismos de reforço e cristalização dos materiais. O estudo reológico dos nanocompósitos mostrou que o grafite atua como reforço na matriz polipropileno. Por sua vez, o estudo da cinética de cristalização indicou que o grafite atuou como agente nucleante do polipropileno modificando a estrutura cristalina e diminuindo a energia de nucleação. / In this work PP/exfoliated graphite nanocomposites were obtained looking for better mechanical properties and electrical conductivity of the insulating matrix. Different methods of preparing nanocomposites were evaluated systematically to achieve greater nanofiller dispersion and hence increase other properties. The separation of exfoliated graphite lamellae by ultrasound, ultra-turrax and solution intercalation was evaluated. The methods used had good dispersion, and the process that generated the best pair dispersion-mechanical properties was sonication using processing aid. The processing conditions during the melt intercalation were evaluated on the temperature profile, and the filling, configuration and screw speed. The best condition was achieved with intense and elongational shear with a higher temperature in the kneading zone. The solution intercalation associated to extrusion to prepare the masterbatch had great results over the elastic modulus and dispersion. Samples showed better dispersion reached the percolation threshold in lower graphite contents, mainly in the samples with PPG. Complementary studies on PP/graphite nanocomposites were performed in order to understand the reinforcement mechanisms and crystallization of the material. The rheological study of the nanocomposites showed graphite acts as reinforcement in the polypropylene matrix. The study of the crystallization kinetics indicated graphite acted as nuclei agent modifying the crystalline structure of polypropylene and decreasing the nucleation energy.